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钢护筒嵌岩桩在库区码头中应用广泛,但相关的研究却相对匮乏,使其在工程应用中具有一定的盲目性。本文基于“十二五”国家科技支撑计划课题“三峡水库常年回水区航运工程建设关键技术研究”,通过四组大比尺钢护筒嵌岩桩模型试验,系统研究钢护筒嵌岩桩的竖向、横向和扭转承载性能,以及钢-砼界面在受力过程中的工作性状。本文的主要研究工作及成果如下:(1)以重庆果园港二期扩建工程中的钢护筒嵌岩桩为原型,制定四组模型试验方案。其中试验一和试验二,模型比尺1:7,通过对模型桩施加竖向和横向荷载,得到钢护筒和钢筋的轴向应变、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩身弯矩、荷载-位移曲线等。试验三和试验四,模型比尺1:4,通过对模型桩施加扭转荷载,得到钢护筒应变、混凝土应变和桩身切向位移。(2)钢护筒嵌岩桩在承受设计范围内的竖向和横向荷载时,其薄弱环节均位于桩身变截面处即钢护筒末端,荷载主要通过上部两倍桩径范围内的地基传递。(3)在设计范围内的竖向荷载作用下,钢-砼界面受力性能良好,不存在明显破坏;在设计范围内的横向荷载作用下,地基附近的钢-砼界面极易破坏。(4)钢护筒嵌岩桩的横向破坏分为两个阶段,第一阶段破坏为钢护筒嵌岩桩变截面处受“变截面效应”和“弯矩极值点”影响而拉断,第二阶段破坏取决于断裂后的钢护筒嵌岩短桩与地基的相对刚度,若钢护筒嵌岩桩刚度大,则地基破坏,反之钢护筒嵌岩桩在地基表面处形成第二个拉裂纹。(5)桩身截面整体受扭时,钢护筒嵌岩桩应变分布均匀。钢护筒受扭并向内传力时,荷载作用点处的钢护筒出现明显的应力集中。但两种作用方式下,钢护筒嵌岩桩整体受力性能良好,钢-砼界面整体稳定。(6)钢护筒内壁焊接钢筋能提高桩身竖向、横向和抗扭刚度。在承受设计范围内的竖向荷载时,钢护筒内壁焊筋对钢-砼界面影响较小。在承受扭转荷载时,钢护筒内壁焊筋能有效减少应力集中,提高传力效果。(7)横向和竖向耦合加载时,竖向荷载对钢护筒嵌岩桩的横向刚度有较大影响,且影响程度随着竖向荷载增大而逐渐减小。